基于计算机虚拟技术的人体结构3D仿真方法与流程

本发明涉及一种3d虚拟现实技术，用于对人体结构及人体运动学原理进行仿真展示，从医学领域还原人体运动学原理。

背景技术：

计算机虚拟技术应用在医学领域日益普遍。现有技术中对人体组织结构的虚拟展示都停留在简单的图片展示上，而不具有可控性和交互性，并不能从运动过程控制上提供交互性展示。

技术实现要素：

为了更好的展现人体运动学原理，为康复医疗、人体运动等领域提供真实权威的科学参考，本发明提供了一种基于计算机虚拟技术的人体结构3d仿真方法，该方法不仅能够系统全面的展示人体生物学结构，而且能够以可交互、可控制的方式阐释人体结构在生物运动中的原理，提供完整而专业的医学参考。

本发明提供的一种基于计算机虚拟技术的人体结构3d仿真方法，其特征在于，包括：

步骤一、显示3d人体模型；

步骤二、向用户提供第一控制按钮，基于用户对第一控制按钮的操作而对所述3d人体模型进行旋转；

步骤三、向用户提供第二控制按钮，基于用户对第二控制按钮的操作而对所述3d人体模型按组织进行分层显示；

步骤四、向用户提供第三控制按钮，基于用户对第三控制按钮的操作而对所述分层显示下的3d人体模型中的人体组织进行高亮显示或隐藏；

步骤五、向用户提供运动动作开关按钮，基于用户对运动动作开关按钮的操作而控制3d人体模型的多个部位进行运动。

优选地，所述步骤四中的3d人体模型中的人体组织包括皮肤、肌肉、骨骼、神经和血管。

优选地，所述步骤四中基于用户对第三控制按钮的操作而对所述分层显示下的3d人体模型中的人体组织进行高亮显示时，还显示人体组织的介绍信息。

优选地，所述步骤四中基于用户对第三控制按钮的操作而对所述分层显示下的3d人体模型中的人体组织进行高亮显示时，还向用户提供视角调整按钮，基于用户对视角调整按钮的操作而矫正人体组织的被观察视角。

优选地，所述步骤五中基于用户对运动动作开关按钮的操作而控制3d人体模型的多个部位进行运动包括运动幅度和方位的控制。

优选地，所述步骤五中基于用户对运动动作开关按钮的操作而控制3d人体模型的多个部位进行运动时，还对与运动相关的该部位的人体组织的运动形态和过程进行3d模拟显示。

优选地，对与运动相关的该部位的皮肤、肌肉、骨骼、神经和/或血管的状态进行3d模拟显示。

本发明通过为用户提供多种可交互控制按钮及接口，让用户通过简单的操作查看复杂的人体生物学结构，并可以详细观测到各个人体组织在运动状态的相关变化，为医学、运动、康复医疗等多领域的教学、展示、技术测试等提供真实可靠的依据，此过程完全通过3d虚拟现实技术实现。

附图说明

图1为按照本发明实施方式向用户显示3d人体模型的示意图。

图2为按照本发明实施方式向用户提供第一控制按钮的界面示意图。

图3为按照本发明实施方式进行分层控制显示的示意图。

具体实施方式

本发明提供的一种基于计算机虚拟技术的人体结构3d仿真方法，包括以下步骤：

步骤一、显示3d人体模型。

如图1所示，可选取所需观察和模拟运动学操作的人体部位，点击后可360度选取和观察该部位的生理学构造，以及运动状态。

步骤二、向用户提供第一控制按钮，基于用户对第一控制按钮的操作而对所述3d人体模型进行旋转。

同时，可以在显示界面上合适的位置提供控制按钮供用户操作，响应于用户的操作而对3d人体模型进行360度旋转，实现3d人体模型的各个角度展示，以从各角度观察身体部位的详细状态样式。可以对整个人体模型进行3d外观展示，也可以对选取的某一部位进行3d外观展示。图2所示为按照本发明实施方式向用户提供第一控制按钮的界面示意图。

步骤三、向用户提供第二控制按钮，基于用户对第二控制按钮的操作而对所述3d人体模型按组织进行分层显示。如点击皮肤按钮，即可在模型上查看到皮肤层的组织结构；关闭皮肤按钮，则会在模型上隐藏该皮肤层，看到皮下肌肉及其他模型层。

步骤四、向用户提供第三控制按钮，基于用户对第三控制按钮的操作而对所述分层显示下的3d人体模型中的人体组织进行高亮显示或隐藏。

3d人体模型中的人体组织包括但不限于皮肤、肌肉、骨骼、神经和血管。

基于用户对第三控制按钮的操作而对所述分层显示下的3d人体模型中的人体组织进行高亮显示时，还可以显示人体组织的介绍信息。并且还可以向用户提供视角调整按钮，基于用户对视角调整按钮的操作而矫正人体组织的被观察视角。

步骤五、向用户提供运动动作开关按钮，基于用户对运动动作开关按钮的操作而控制3d人体模型的多个部位进行运动。

基于用户对运动动作开关按钮的操作而控制3d人体模型的多个部位进行运动包括运动幅度和方位的控制。

基于用户对运动动作开关按钮的操作而控制3d人体模型的多个部位进行运动时，还对与运动相关的该部位的人体组织的运动形态和过程进行3d模拟显示，可以对与运动相关的该部位的皮肤、肌肉、骨骼、神经和/或血管的状态进行3d模拟显示。通过运动动作开关按钮观察模型的运动状态，模拟人体在运动时，观测包括但不限于皮肤、肌肉、骨骼、神经、血管等人体组织的详细运动形态及运动过程，并可自由控制运动的幅度与实践。

图3所示为按照本发明实施方式进行分层控制显示的示意图。图中1为3d人体模型，2为人体组织分类控制按钮，3为用于信息显示的控制按钮，4为用于视角调整的控制按钮，5为用于模型详情介绍的控制按钮，6为用于进行运动动作开关的控制按钮。

最后应当说明的是：以上实施实例仅阐述了本案的一种技术方案，虽然本文通过附图等对本方案进行了详细说明，但所属领域的普通技术人员应当理解：通过对本案的一些具体实施方式进行修改或对其部分技术特征进行等同替换，而不脱离本技术方案的设计思路，由此产生的类似方案依然属于本案请求保护范围当中。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种基于计算机虚拟技术的人体结构3D仿真方法，其特征在于，包括：步骤一、显示3D人体模型；步骤二、向用户提供第一控制按钮，基于用户对第一控制按钮的操作而对所述3D人体模型进行旋转；步骤三、向用户提供第二控制按钮，基于用户对第二控制按钮的操作而对所述3D人体模型按组织进行分层显示；步骤四、向用户提供第三控制按钮，基于用户对第三控制按钮的操作而对所述分层显示下的3D人体模型中的人体组织进行高亮显示或隐藏；步骤五、向用户提供运动动作开关按钮，基于用户对运动动作开关按钮的操作而控制3D人体模型的多个部位进行运动。

技术研发人员：马佳鑫
受保护的技术使用者：马佳鑫
技术研发日：2019.07.22
技术公布日：2019.10.22